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高強度不銹鋼板件因具有良好的耐腐蝕性能和力學(xué)性能而在汽車(chē)、船舶等領(lǐng)域得到了廣泛應用,是實(shí)現運載工具輕量化、提升運載性能的的一種重要金屬構件。但其在傳統準靜態(tài)沖壓工藝下存在成形性能差,普遍存在回彈大、易開(kāi)裂等特征。電磁成形技術(shù)是一種高速率成形方法,能顯著(zhù)提高金屬成形極限,被認為是解決傳統沖壓成形問(wèn)題最有效的方法之一。然而,由于不銹鋼板件導電性能差,其在傳統電磁成形方式下,由于內部所感應產(chǎn)生的渦流較小而使得電磁力不足以使得工件發(fā)生足夠大的變形,且存在工件與凹模型腔貼模差的問(wèn)題。為此,本文提出一種基于強脈沖電磁力驅動(dòng)的高強度不銹鋼板件成形技術(shù),并采用脈沖強磁體技術(shù)設計高強度成形線(xiàn)圈從而顯著(zhù)提高線(xiàn)圈的機械強度。該技術(shù)使用電導率高的銅板或者鋁板作為驅動(dòng)板,使其能夠產(chǎn)生足夠大的強脈沖電磁力驅動(dòng)凸模(沖頭)向下運動(dòng)而迫使不銹鋼鋼板成形。該技術(shù)利用電磁成形高速率成形的優(yōu)勢同時(shí)又結合了傳統沖壓成形貼模性好的特點(diǎn),從而能夠顯著(zhù)提高工件的成形質(zhì)量。在此基礎上,以316L不銹鋼材料作為研究對象,系統地開(kāi)展了相關(guān)的成形方案設計、成形過(guò)程多物理場(chǎng)分析、實(shí)驗系統平臺搭建以及成形實(shí)驗研究。成形方案設計方面,通過(guò)對比不銹鋼板傳統電磁成形技術(shù),基于強脈沖電磁力驅動(dòng)成形技術(shù)不僅可以有效提高成形深度,而且可以解決與凹模側壁貼模性差的問(wèn)題,并提出采用多次放電的方案。成形過(guò)程多物理場(chǎng)分析方面,對基于強脈沖電磁力驅動(dòng)不銹鋼板驅動(dòng)成形中的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)、結構場(chǎng)等多物理場(chǎng)耦合過(guò)程進(jìn)行分析。借助有限元軟件COMSOL來(lái)仿真分析線(xiàn)圈的熱阻效應、渦流效應、驅動(dòng)板的運動(dòng)位移以及運動(dòng)速度對工件成形的影響。仿真結果表明線(xiàn)圈的熱阻效應對工件成形的影響微乎其微,可以忽略不計;渦流效應導致線(xiàn)圈電流峰值有所減小,時(shí)間常數減小,然而對工件成形有較小的阻礙作用;驅動(dòng)板運動(dòng)位移以及運動(dòng)速度也均是起阻礙作用,且與渦流效應相比,兩者對線(xiàn)圈放電電流以及工件成形的影響更為明顯。實(shí)驗系統平臺搭建方面,為確保驅動(dòng)成形能產(chǎn)生足夠的電磁力,結合實(shí)驗室現有條件和脈沖強磁體設計思路分別對電源系統、成形線(xiàn)圈進(jìn)行了分析設計,且按照傳統沖壓成形中模具的設計思路設計了模具,均滿(mǎn)足驅動(dòng)成形系統的要求。成形實(shí)驗研究方面,在搭建的成形平臺系統基礎上開(kāi)展了一系列的實(shí)驗研究。通過(guò)單次放電實(shí)驗研究壓邊力、放電電壓、放電電容、凸模質(zhì)量以及驅動(dòng)板厚度對工件成形的影響。研究發(fā)現壓邊力過(guò)小時(shí)工件容易起皺,而壓邊力過(guò)大時(shí)工件壓的過(guò)死不易成形,因此壓邊力存在一個(gè)最優(yōu)值;成形隨放電電壓增加而增加,但放電電壓會(huì )受到成形線(xiàn)圈強度和電源系統的限制,因此最好采用多次放電成形方法;當驅動(dòng)板厚度均大于集膚深度且放電電壓不變時(shí),放電電容不僅僅影響放電電流和驅動(dòng)板所受電磁力的幅值,還影響其脈寬,放電電容越大,幅值和脈寬也越大,成形也越好;線(xiàn)圈的放電電流和驅動(dòng)板所受電磁力隨凸模的質(zhì)量增加而增加,但影響不大,而驅動(dòng)板的速度和動(dòng)能隨凸模的質(zhì)量增加而減小,且效果很明顯;當驅動(dòng)板厚度很薄或者很厚時(shí),工件成形效果不好,很薄是因為驅動(dòng)板厚度小于集膚深度,磁場(chǎng)穿透了驅動(dòng)板,磁場(chǎng)利用率不高,而很厚是因為驅動(dòng)板質(zhì)量增加,其速度和動(dòng)能都會(huì )減小。